制动电机将主驱变频器的转矩信号F,、驱动滚筒数 目等信号发送给张紧系统PLC，主驱动的减速比I、滚筒半径R、滚筒与带面之间的摩擦系数 μ、围包角口等参数为已知，张紧系统PLC利用这些数据，通过带传动理论计算公式计算皮 带机当前运行状态下所需要的最小不打滑张紧力F_，具体地：
[0033] 其中，通常矿井环境下的摩擦系数μ = 3. 17,驱动滚筒围包角 Ρ丨=^>2=220°=3.84 rad (如果只有一个驱动滚筒，令免_2=0 )。
[0034] 将各参数代入公式（1)，得到：
[0036] 另一方面，关于圆周驱动力，由驱动变频器可知电机的输出转矩M，而减速器减速 比I，滚筒半径R已知，可求出整机驱动力F,的取值，可得：
[0038] 举例来说，某型矿用胶带机的皮带长度3000m，带宽1. 4m，驱动电机数目为 3*500KW，减速比I = 20,驱动滚筒半径R = 0. 5m，满负荷状态下电机单台电机输出转矩T 为：T = 9550P/n = 9550*500/1480 = 3226NM，将各参数代入公式（3)可得：
[0040] 将F,代入公式⑵得到：
[0042] 由此，本实施例通过主驱动系统传递电机转矩信号计算出最小张紧力？_ = 43KN。
[0043] 还需要说明，最小张紧力的判断条件还需要另外一个条件，输送带下垂度校核，当 张紧力可以保证两组托辊之间的带面下垂度达到一定值时，才能满足张力需求，对此本系 统不进行计算。如果本系统自动计算的最小张紧力F_不满足该下垂条件，则以满足下垂 条件的张紧力进行输出，这样系统运行中可以同时满足最小张紧力及下垂度两个条件。
[0044] 本发明的实施例针对胶带机的启动-运行-停止状态，规定了不同的标 准张力范围，如前文所述的，①在胶带机启动和运行过程中，标准张力范围选取 [0· 95A · F_，1. 05A · F_]，1. 2彡A彡1. 5 ;②在胶带机停机过程中，标准张力范围选取 [0· 95Fmin，1. 05Fmin]。
[0045] 这样处理的原因是，胶带机在启动-运行-停止三种状态下皮带的动态特性具有 明显不同，动态分析如下：
[0046] 启动时，张紧装置先进行预张紧，使胶带机最小张力点张力达到额定值后启动胶 带机，当胶带机启动时，在驱动力匕的作用下胶带机上带面向下带面传输，此时输送带将发 生弹性形变，带面处于拉伸状态，在启动的前一段时间内，机头带面向储带仓传输，而机尾 带面此时并没有发生位移，因此输送带拉长的部分都传向储带仓，直到机尾带面的速度与 机头同步时整个带面趋于稳定，不再继续伸长。在这一阶段，由于储带仓积蓄带面，所以张 紧力F此时会有较大幅度的下降，需要张紧装置在此时提供持续的张紧力，才能保证皮带 在启动阶段不出现打滑，为避免张力下降过快及减少张紧电机启动次数，通常胶带机启动 时最小张紧力要乘以启动系数A，取值在1. 2-1. 5之间。
[0047] 运行时，输送带的动态特性已经趋于稳定，通过张紧装置为胶带机提供额定张紧 力即可满足不打滑条件。
[0048] 停机时，胶带机运行状态由运行到停止，驱动滚筒施加在带面上的圆周驱动力F, 突然降至〇,并处于自由状态，因此带面由紧绷到松弛，驱动滚筒驱入点和奔离点张力平衡， 由此可知S6点张力为：
[0050] 以3000m顺槽胶带机为例，有
[0051] 因此，停机时胶带机张紧装置应该及时释放张力，以降低停机时对低张力区的冲 击，使用单位在选择张紧控制系统时应该注意减速器、制动器等设备的选型，张紧力的释放 方式，以及系统突然断电后是否可以持续释放停机张力，若不能释放停机张力很容易造成 钢丝绳拉断、制动器磨损、减速器损坏、游动小车飞车、卷筒短轴等现象。
[0052] 以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施 例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导 和变型也属于本发明保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于胶带机的完全自动张紧控制方法，其特征在于，包括： 在胶带机启动、停机或运行过程中，基于下式计算胶带机所需的最小张力？_，并根据 F_确定标准张力范围；其中，FuS主机驱动力，M为主驱变频器的转矩，I为减速器的减速比，R为 滚筒半径，μ为带面与滚筒之间的摩擦系数，脅为第i个滚筒的围包角； 检测胶带机的皮带张力F' ； 将检测到的皮带张力F'与标准张力范围进行比较，如果F'落在标准张力范围之外，将 胶带机的皮带张紧或松弛，直至检测到的皮带张力F'落入标准张力范围之内。2. 如权利要求1所述的用于胶带机的完全自动张紧控制方法，其特征在于，其中，在胶 带机启动和运行过程中，所述标准张力范围为[0.95A · F_，1.05A · F_]，A为启动系数， L 2彡A彡L 5 ;在胶带机停机过程中，所述标准张力范围为[0· 95F_，L 05F_]。3. 如权利要求2所述的用于胶带机的完全自动张紧控制方法，其特征在于，其中，在胶 带机启动过程中，A = 1. 25 ;在胶带机运行过程中，A = 1. 2。4. 一种用于胶带机的完全自动张紧控制系统，其特征在于，包括： 计算模块，用于基于下式计算胶带机所需的最小张力F_，并根据F_确定标准张力范 围；其中，FuS主机驱动力，M为主驱变频器的转矩，I为减速器的减速比，R为 滚筒半径，μ为带面与滚筒之间的摩擦系数，仍，为第i个滚筒的围包角； 拉力传感器，用于检测胶带机的皮带张力F' ； 比较模块，用于将拉力传感器检测到的皮带张力F'与计算模块确定的标准张力范围进 行比较，当F'落在标准张力范围之外时，通知皮带调节模块； 皮带调节模块，用于将胶带机的皮带张紧或松弛，直至拉力传感器检测到的皮带张力 F'落入计算模块确定的标准张力范围之内。5. 如权利要求4所述的用于胶带机的完全自动张紧控制方法，其特征在于，其中，在胶 带机启动和运行过程中，所述计算模块确定的标准张力范围为[0. 95A · F_，I. 05A · F_]， A为启动系数，I. 2 < A < I. 5 ;在胶带机停机过程中，所述计算模块确定的标准张力范围为 [0· 95Fmin，I. 05Fmin]。6. 如权利要求5所述的用于胶带机的完全自动张紧控制方法，其特征在于，其中，在胶 带机启动过程中，A = 1. 25 ;在胶带机运行过程中，A = 1. 2。
【专利摘要】本发明公开了一种用于胶带机的完全自动张紧控制方法，包括：在胶带机启动、停机或运行过程中，计算胶带机所需的最小张力Fmin，并根据Fmin确定标准张力范围；检测胶带机的皮带张力F’；将检测到的皮带张力F’与标准张力范围进行比较，如果F’落在标准张力范围之外，将胶带机的皮带张紧或松弛，直至检测到的皮带张力F’落入标准张力范围之内。利用本发明可实现在胶带机启停和运行过程中实时调节皮带张力。
【IPC分类】B65G43/02, B65G23/44
【公开号】CN105417014
【申请号】CN201510873887
【发明人】王海军, 王建军, 邬建雄, 闫旭, 李伟钢, 刘智平
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 神华神东煤炭集团有限责任公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月2日